温度对亚硝酸型硝化_反硝化的影响_高景峰

温度对亚硝酸型硝化/反硝化的影响①高景峰②　彭永臻　王淑莹(北京工业大学环境与能源工程学院　北京100022)摘　要　以间歇式活性污泥法(SBR)法处理啤酒废水,系统考察了温度变化对亚硝酸型硝化/反硝化的影响。结果表明:温度维持在30℃得到的亚硝酸型硝化的污泥,运行在常温(19.5～23.5℃)50周期,硝化类型转变为硝酸型硝化。而后,逐渐升温,硝化类型逐渐转变为亚硝酸型硝化。当温度达到28～29℃时,硝化类型为稳定的亚硝酸型硝化,硝化反应结束时NO-2-N/NO-X-N平均维持在82.2%～83.5%。28～29℃是本试验条件下亚硝酸型硝化的临界温度。而且不论是亚硝酸型硝化/反硝化还是完全硝化/反硝化,DO、ORP、pH在脱氮过程中的变化规律基本相同,可以作为SBR法脱氮过程的控制参数。关键词　亚硝酸型硝化,温度,间歇式污泥法(SBR),溶解氧(DO),氧化还原电位(ORP),pH0　引言传统生物脱氮工艺运行操作复杂;硝化菌群增殖速度慢、世代长,难以维持较高的生物浓度,系统总水力停留时间较长,有机负荷较低,基建投资和运行费用较高;硝化过程还会消耗大量碱度、反硝化过程需要投加大量碳源;尤其当废水氮素含量较高或C/N较低的情况下,投资和运行费用会大幅度增加[1,2]。因此寻找低能、高效的脱氮工艺迫在眉睫。最近一些新的研究表明自然界中存在着多种新的氮素转化途径,如好氧反硝化、异养菌的硝化现象、厌氧氨氧化或者由自养硝化细菌引起的反硝化等等。由此出现了SHARON、OLAND和ANAM-MOX等许多新的脱氮工艺,这些工艺都力求缩短氮素的转化途径,而这些工艺无一不是将硝化过程控制在亚硝化阶段,然后进行后续处理。[3-8]亚硝酸型脱氮具有以下优点:对于活性污泥法,可节省供氧量约25%,降低能耗;减少了硝化阶段的投碱量;硝化过程可少产污泥约33%～35%左右,反硝化过程中可少产污泥约55%左右;节省反硝化所需碳源约40%(以甲醇计);缩短反应时间,相应反应器容积可减少约30%～40%左右;反硝化速率可以提高63%左右。影响亚硝酸氮积累的主要因素有:温度、污泥龄、溶解氧(DO)、pH、游离氨(FA)等等。国外对亚硝酸型脱氮的研究多是针对处理高温、高氨氮浓度的废水,并且出水氨氮浓度较高[4,7],国内对亚硝酸型脱氮的研究则还多限于综述[2]及初步探索[9-11]。为此全面系统地掌握亚硝酸型脱氮技术,具有极大的理论和应用价值。本研究以SBR法初步探讨了温度对硝化反应类型和速率的影响以及SBR法脱氮过程中控制参数的变化规律。对此,尚未见任何类似的报道。1　试验材料和方法1.1　污泥和污水试验所用污泥接种于某啤酒废水处理厂。试验用水为啤酒加适量自来水稀释,为避免试验用水在配水池内发生显著降解,现用现配。投加NH4Cl和KH2PO4作为氮源、磷源,投加NaHCO3调整pH和碱度。考虑到稀释用自来水无机盐含量较高,故没有另外加入无机盐。采用模拟配水的优点是,水质稳定并且易于控制,在试验运行过程中可以根据不同的试验要求,适时调整啤酒的稀释比以及各种物质的投加量。1.2　试验装置试验所用SBR装置如图1所示。反应器高—88—高技术通讯　2002.12①②男,1974年生,工学博士,讲师;研究方向:污水生物处理及其自动控制;联系人。(收稿日期:2002-06-28;修订日期:2002-09-12)国家自然科学基金(50138010)和北京市自然科学基金(8002005)资助项目。70cm,直径30cm,总有效容积38L,有机玻璃制,采用鼓风曝气,用转子流量计调节曝气量。反应器